基于包含分析物的样品的感测物理特性用于电化学测试条的精确分析物测量制造技术

本发明专利技术公开了利用生物传感器来确定葡萄糖浓度，方法为确定所述血样的至少一个物理特性，通常为血细胞比容百分比，并且导出批斜率、取样时间中的一个或者它们的组合，由此来获得葡萄糖浓度。

Accurate physical analysis of electrochemical test strips based on the sensing physical properties of samples containing analytes

The invention discloses the use of biosensors to determine glucose concentration, in order to determine at least one physical characteristic of the blood sample, usually a percentage of blood cell specific volume, and to derive a batch slope, one of the sampling times, or a combination of them to obtain glucose concentration.

【技术实现步骤摘要】
基于包含分析物的样品的感测物理特性用于电化学测试条的精确分析物测量优先权本申请要求先前于2011年12月29日同一天提交的美国临时专利申请序列号61/581,087(代理人案卷号DDI5220USPSP)、61/581,089(代理人案卷号DDI5220USPSP1)、61/581,099(代理人案卷号DDI5220USPSP2)、和61/581,100(代理人案卷号DDI5221USPSP)；以及2012年5月31日提交的美国临时专利申请序列号61/654,013(代理人案卷号DDI5228USPSP)的优先权的权益，并且上述所有先前申请在此均全文以引用方式并入本文。
技术介绍
电化学葡萄糖测试条，诸如用于全血测试套件(可购自LifeScan公司)中的那些，被设计用于测量糖尿病患者的生理流体样品中的葡萄糖浓度。葡萄糖的测量可基于葡萄糖氧化酶(GO)对葡萄糖的选择性氧化来进行。葡萄糖测试条中可发生的反应由下面的公式1和公式2概括。公式1葡萄糖+GO(ox)→葡萄糖酸+GO(red)公式2GO(red)+2Fe(CN)63-→GO(ox)+2Fe(CN)64-如公式1中所示，葡萄糖被葡萄糖氧化酶的氧化形式(GO(ox))氧化成葡萄糖酸。应该指出的是，GO(ox)还可被称为“氧化的酶”。在公式1的反应过程中，氧化的酶GO(ox)被转化为其还原状态，其被表示为GO(red)(即，“还原的酶”)。接着，如公式2中所示，还原的酶GO(red)通过与Fe(CN)63-(被称作氧化介体或铁氰化物)的反应而被再氧化回GO(ox)。在GO(red)重新生成回其氧化状态GO(ox)的过程中，Fe(CN)63-被还原成Fe(CN)64-(被称作还原介体或亚铁氰化物)。当利用施加于两个电极之间的测试信号进行上述反应时，可通过在电极表面处经还原介体的电化学再氧化生成测试电流。因此，由于在理想环境下，上述化学反应过程中生成的亚铁氰化物的量与布置在电极之间的样品中葡萄糖的量成正比，所以生成的测试电流将与样品的葡萄糖含量成比例。诸如铁氰化物的介体是能够接受来自酶(诸如葡萄糖氧化酶)的电子并随后将所述电子供给电极的化合物。随着样品中的葡萄糖浓度增加，所形成的还原介体的量也增加；因此，源自还原介体的再氧化的测试电流与葡萄糖浓度之间存在直接关系。具体地，电子在整个电界面上的转移致使测试电流流动(每摩尔被氧化的葡萄糖对应2摩尔的电子)。因此，由于葡萄糖的引入而产生的测试电流可被称为葡萄糖信号。当某些血液成分存在时，会对测量产生不良影响并导致检测信号不精确，从而对电化学生物传感器产生负面影响。例如，测量不精确将会使葡萄糖读数不精确，使得患者无法察觉潜在的危险的血糖含量。作为一个例子，血液的血细胞比容含量(即红细胞在血液中所占的数量百分比)会对所得分析物浓度的测量造成错误影响。血液中红细胞容积的变化会造成一次性电化学测试条所测量的葡萄糖读数出现差异。通常，高血细胞比容下会出现负偏差(即计算出的分析物浓度偏低)，低血细胞比容下会出现正偏差(即计算出的分析物浓度偏高)。在高血细胞比容下，例如，血红细胞可能会阻碍酶和电化学媒介物的反应，降低化学溶解率，因为用于使化学反应物成溶剂化物的血浆量较低并且媒介物的扩散速度慢。这些因素会造成比预期的葡萄糖读数低，因为电化学过程中产生的信号较小。相反，在低血细胞比容下，可影响电化学反应的红细胞数量比预期要少，因而测量的信号也更大。此外，生理流体样品电阻与血细胞比容相关，这会影响电压和/或电流测量。已采取了多个策略来降低或避免血细胞比容基变化对血糖造成的影响。例如，测试条已被设计成具有多个可将样本中的红细胞去除的筛目，或者含有多种化合物或制剂，用以提高红细胞的粘度并减弱低血细胞比容对浓度确定的影响。为了校正血细胞比容，其他测试条包括细胞溶解剂和被配置成确定血红蛋白浓度的系统。另外，生物传感器已被配置成通过下述方式来测量血细胞比容：测量经过交替信号的流体样品的电响应或利用光照射生理流体样品之后的光学变型的变化，或者基于样品腔室填充时间的函数来测量血细胞比容。这些传感器具有某些缺点。涉及血细胞比容检测的策略的通用技术为使用测量的血细胞比容值来校正或改变测量的分析物浓度，所述技术通常示于和描述于下述相应的美国专利申请公布中：美国专利申请2010/0283488、2010/0206749、2009/0236237、2010/0276303、2010/0206749、2009/0223834、2008/0083618、2004/0079652、2010/0283488、2010/0206749、2009/0194432；或美国专利7,972,861和7,258,769，所有这些专利申请和专利均以引用方式在此并入本申请。
技术实现思路
申请人已提供允许利用批斜率和物理特性(例如，血细胞比容)之间的关系导出新的批斜率来改进葡萄糖测量的技术的各种实施例，所述技术可用于基于电化学生物传感器的这种导出的批斜率来确定分析物浓度。有利的是，这种新技术不依赖于对分析物测量进行校正或修正，因此减少了测试时间，同时提高了精度。在申请人的公开的第一方面，提供了一种利用生物传感器(其可为测试条的形式，但不限于测试条)来从流体样品(其可为生理样品)确定分析物浓度的方法。生物传感器具有至少两个电极和设置在所述电极中的至少一个上的试剂。所述方法可通过以下步骤实现：将流体样品(其可为生理样品)沉积在所述至少两个电极上以启动分析物测试序列；将第一信号施加至样品以测量或估计样品的物理特性；基于所测量的或估计的物理特性利用下述形式的公式来导出生物传感器的批斜率：x＝aH2+bH+c其中x表示导出的批斜率；H为测量的或估计的物理特性；a表示约1.4e-6，或者等于1.4e-6，或者等于1.4e-6+/-10％、5％或1％；b表示约-3.8e-4，或者等于-3.8e-4，或者等于-3.8e-4+/-10％、5％或1％；c表示约3.6e-2，或者等于3.6e-2，或者等于-3.6e-2+/-10％、5％或1％；将第二信号驱动至所述样品；并从所述至少两个电极中的至少一个测量输出信号；基于所测量的输出信号和导出的批斜率利用下述形式的公式来计算分析物浓度：其中G0表示分析物浓度IE表示或为在预定的或指定的取样时间处测量的信号(值或测量；与分析物浓度成比例)，所述信号可为在预定的或指定的取样时间处测量的总信号；截距表示一批生物传感器的校准参数；x表示或为从导出步骤所导出的批斜率。在申请人的公开的第二方面，提供了一种利用生物传感器(其可为测试条的形式，但不限于测试条)来从流体样品(其可为生理样品)确定分析物浓度的方法。生物传感器具有至少两个电极和设置在所述电极中的至少一个上的试剂。所述方法可通过以下步骤实现：将流体样品(其可为生理样品)沉积在所述至少两个电极上以启动分析物测试序列；将第一信号施加至样品以测量样品的物理特性；基于所测量的或估计的物理特性来导出生物传感器的批斜率；将第二信号驱动至所述样品；以及从所述至少两个电极中的至少一个测量输出信号；基于所测量的输出信号和从样品的测量的或估计的物理特性导出的批斜率来计算分析物浓度。在本文所述的方面的任何一个中，下述特征也可以结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种葡萄糖测试仪，包括：外壳；测试条端口连接器，所述测试条端口连接器被配置成连接至所述测试条的相应电极连接器；和装置，所述装置用于：(a) 基于沉积在所述测试条的多个电极上的样品的感测的或估计的物理特性来确定指定的取样时间，所指定的取样时间为在将样品沉积到所述测试条上时，从启动测试序列时计引用的至少一个时间点或间隔；以及(b) 基于所指定的取样时间点来确定分析物浓度。

【技术特征摘要】
2011.12.29 US 61/581087;2011.12.29 US 61/581089;201.一种葡萄糖测试仪，包括：外壳；测试条端口连接器，所述测试条端口连接器被配置成连接至所述测试条的相应电极连接器；和装置，所述装置用于：(a)基于沉积在所述测试条的多个电...

【专利技术属性】
技术研发人员：A史密斯，M马勒查，D麦科尔，
申请(专利权)人：生命扫描苏格兰有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB